FR3127424A1 - Adapter for mounting a ceramic nozzle on a welding torch in gasless operation - Google Patents
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Abstract
La présente technique concerne un équipement de soudage (1) du type sans gaz comprenant une torche de soudage (91) du type MIG/MAG et une buse de soudage (92) du type TIG. Selon l’invention, l’équipement de soudage (1) comprend en outre un adaptateur (12) configuré pour permettre la solidarisation de ladite buse de soudage (92) du type TIG sur ladite torche (91) du type MIG/MAG Figure 3The present technique relates to a welding equipment (1) of the gasless type comprising a welding torch (91) of the MIG/MAG type and a welding nozzle (92) of the TIG type. According to the invention, the welding equipment (1) further comprises an adapter (12) configured to allow the attachment of said welding nozzle (92) of the TIG type to said torch (91) of the MIG / MAG type Figure 3
Description
Domaine de l’inventionField of invention
La présente invention se rapporte au domaine du soudage.The present invention relates to the field of welding.
Elle concerne plus précisément un équipement de soudage sans gaz.It relates more specifically to gasless welding equipment.
Art antérieurPrior art
Le soudage électrique sous gaz, notamment celui du type MIG/MAG (respectivement pour « Metal inert gas » en anglais ou « gaz inerte vis-à-vis du métal » en français, et pour « Metal active gas » en anglais ou « gaz réactif vis-à-vis du métal » en français) met en œuvre de façon connue une torche qui présente une conduite axiale pour le passage d'un fil d'apport de métal dont l'extrémité constitue une électrode consommable, une buse pour l'écoulement d'un gaz de protection autour de l'électrode, des moyens pour alimenter l'électrode en électricité et des moyens pour amener le gaz de protection.Electric welding under gas, in particular that of the MIG/MAG type (respectively for "Metal inert gas" in English or "gaz inert vis-à-vis the metal" in French, and for "Metal active gas" in English or "gaz reacting to metal" in French) implements in a known manner a torch which has an axial conduit for the passage of a metal filler wire, the end of which constitutes a consumable electrode, a nozzle for the flow of a shielding gas around the electrode, means for supplying the electrode with electricity and means for supplying the shielding gas.
Le soudage du type TIG sous gaz (pour « Tungsten inert gas » en anglais) qui met en œuvre une électrode non consommable est également connu.Welding of the TIG type under gas (for “Tungsten inert gas” in English) which uses a non-consumable electrode is also known.
Pour le soudage sous atmosphère gazeuse, l’arc électrique est protégé de l’atmosphère ambiante par un gaz ou un mélange de gaz.For gas atmosphere welding, the electric arc is shielded from the ambient atmosphere by a gas or a mixture of gases.
Le soudage du type sans gaz (« No Gas » en anglais) plus généralement connu comme « soudage à l’arc avec fil fourré électrode fusible sans protection de gaz » (aussi appelé Innershield ou FCAW-S), consiste à souder deux tôles ou pièces à partir d’un arc électrique créé et entretenu entre un fil fourré d’apport avec un flux interne et les pièces à souder. Le soudage sans gaz est actuellement mis en œuvre en adaptant/détournant les torches de soudage du type MIG/MAG.Welding of the gasless type ("No Gas" in English), more generally known as "arc welding with flux cored wire without gas protection" (also called Innershield or FCAW-S), consists of welding two sheets or parts from an electric arc created and maintained between a flux cored wire with an internal flux and the parts to be welded. Gasless welding is currently implemented by adapting/diverting MIG/MAG type welding torches.
On comprend donc que ce type de soudage ne met pas en œuvre un gaz de protection, dont l’écoulement permet notamment de refroidir la torche de soudage.It is therefore understood that this type of welding does not use a shielding gas, the flow of which allows in particular to cool the welding torch.
Un inconvénient du soudage de type sans gaz réside dans le fait que, pendant les opérations de soudage, les torches sont soumises à des conditions difficiles, du fait de la chaleur dégagée et des projections de métal, et nécessitent donc des entretiens fréquents, voire des remplacements, avec des opérations chronophages de démontage et montage.A disadvantage of gasless type welding is that, during welding operations, the torches are subjected to difficult conditions, due to the heat released and metal splashes, and therefore require frequent maintenance, even maintenance. replacements, with time-consuming disassembly and assembly operations.
L’accumulation de projections sur la torche de soudage MIG/MAG s’avère problématique lorsque l’on souhaite utiliser la torche classiquement (c’est-à-dire avec du gaz) par la suite.The accumulation of spatter on the MIG/MAG welding torch is problematic when you want to use the torch conventionally (i.e. with gas) afterwards.
En effet, lors d’un usage classique des torches MIG/MAG, il est nécessaire que la torche de soudage soit équipée d’une buse permettant l’écoulement du gaz de protection autour de la torche de soudage. Or, la présence de projections de matière sur la torche après une utilisation de la torche pour un soudage de type sans gaz peut rendre le montage de la buse plus difficile, voire impossible lorsque la torche a été utilisée sans buse.In fact, during conventional use of MIG/MAG torches, it is necessary for the welding torch to be equipped with a nozzle allowing the flow of shielding gas around the welding torch. However, the presence of material projections on the torch after the torch has been used for welding of the gasless type can make fitting the nozzle more difficult, or even impossible when the torch has been used without a nozzle.
Pour résoudre au moins l’inconvénient relatif à la projection de matière lors d’une utilisation de la torche en fonctionnement sans gaz, il a été développé des buses spécifiques au soudage sans gaz destinées à être montées à l’extrémité de la torche de soudage. Ces buses permettent uniquement de protéger la torche des projections de matière et de la chaleur dégagée, sans assurer de diffusion de gaz.To solve at least the disadvantage relating to the projection of material when using the torch in operation without gas, specific gasless welding nozzles have been developed intended to be mounted at the end of the welding torch. . These nozzles only protect the torch from splashes of material and the heat released, without ensuring gas diffusion.
Néanmoins, ces buses spécifiques au soudage du type sans gaz, généralement fabriquées en cuivre et en matériau composite (pour assurer une isolation électrique), présentent l’inconvénient de ne pas protéger suffisamment les torches contre les forts niveaux de chaleur dégagée, notamment lorsque le courant utilisé avoisine ou dépasse les 250A (ampères). En effet, les buses spécifiques au soudage du type sans gaz ont une utilisation limitée à 150A et ne sont donc pas adaptées géométriquement et thermiquement pour des courants supérieurs à 150A. Ainsi, avec des torches de soudage MIG/MAG pouvant être utilisées avec des courants de fonctionnement atteignant jusqu’à 250A, les températures générées lors d’une l’utilisation prolongée de la torche sont très élevées (de l’ordre de 250° C) et les buses sans gaz actuelles ne permettent donc pas de protéger efficacement les torches.However, these nozzles specific to welding of the gasless type, generally made of copper and a composite material (to ensure electrical insulation), have the disadvantage of not sufficiently protecting the torches against the high levels of heat released, in particular when the current used approaches or exceeds 250A (amperes). In fact, nozzles specific to welding of the gasless type have a use limited to 150A and are therefore not geometrically and thermally suitable for currents greater than 150A. Thus, with MIG/MAG welding torches that can be used with operating currents reaching up to 250A, the temperatures generated during prolonged use of the torch are very high (around 250°C ) and current gasless nozzles therefore do not provide effective torch protection.
Cette protection thermique insuffisante ne permet donc pas d’isoler efficacement le nez de la torche, ce qui peut engendrer une dégradation par fonte des parties plastiques de la torche, pouvant mener jusqu’à la rendre inutilisable.This insufficient thermal protection therefore does not make it possible to effectively insulate the nose of the torch, which can lead to degradation by melting of the plastic parts of the torch, which can even lead to it being unusable.
Bien que d’autres matériaux utilisés pour fabriquer des buses de soudage soient connus, aucune solution ne permet actuellement de les utiliser efficacement pour effectuer des opérations spécifiques de soudage sans gaz.Although other materials used to manufacture welding nozzles are known, there is currently no solution to use them effectively to perform specific welding operations without gas.
Les solutions actuelles visant à permettre l’utilisation d’une torche MIG/MAG pour réaliser un soudage du type sans gaz ne sont donc pas satisfaisantes.The current solutions aimed at allowing the use of a MIG/MAG torch to carry out welding of the gasless type are therefore not satisfactory.
Il existe donc un besoin de fournir une solution permettant d’utiliser de telles torches de soudage pour réaliser des opérations de soudage du type sans gaz, qui soit efficace pour protéger la torche de soudage des projections de matières, qui présente des propriétés d’isolation thermique et électrique suffisantes, tout en s’adaptant aisément et rapidement aux torches de soudage existantes.There is therefore a need to provide a solution making it possible to use such welding torches to carry out welding operations of the gasless type, which is effective in protecting the welding torch from splashes of material, which has insulating properties sufficient thermal and electrical, while easily and quickly adapting to existing welding torches.
Résumé de la technique proposéeSummary of the proposed technique
La technique proposée permet de résoudre au moins certains des inconvénients soulevés par l’art antérieur. Plus précisément, la technique proposée se rapporte à un équipement de soudage du type sans gaz comprenant une torche de soudage du type MIG/MAG et une buse de soudage du type TIG.The proposed technique makes it possible to solve at least some of the drawbacks raised by the prior art. More specifically, the proposed technique relates to a welding equipment of the gasless type comprising a welding torch of the MIG/MAG type and a welding nozzle of the TIG type.
Selon la technique proposée, l’équipement de soudage comprend en outre un adaptateur configuré pour permettre la solidarisation de ladite buse de soudage du type TIG sur ladite torche du type MIG/MAG.According to the proposed technique, the welding equipment further comprises an adapter configured to allow the attachment of said welding nozzle of the TIG type to said torch of the MIG/MAG type.
Cette solution permet de rendre compatible les torches du type MIG/MAG avec les buses TIG afin de sorte à améliorer les procédés de soudage sans gaz, malgré l’existence de différences géométrique et structurelle entre les équipements standards du soudage MIG/MAG et TIG. Ainsi, la technique proposée permet d’avoir accès à un plus large choix d’accessoires (buses) de soudage, quel que soit la torche de soudage MIG/MAG utilisée. La technique proposée permet aussi d’utiliser la même torche de soudage, que l’on effectue un soudage du type MIG/MAG avec ou sans gaz.This solution makes it possible to make MIG/MAG type torches compatible with TIG nozzles in order to improve gasless welding processes, despite the existence of geometric and structural differences between standard MIG/MAG and TIG welding equipment. Thus, the proposed technique provides access to a wider choice of welding accessories (nozzles), regardless of the MIG/MAG welding torch used. The proposed technique also makes it possible to use the same welding torch, whether MIG/MAG type welding is carried out with or without gas.
Selon un aspect particulier de la présente technique, ladite torche de soudage est une torche de soudage du type MIG/MAG standard. Cette torche est notamment, mais non exclusivement, adaptée pour fonctionner à 250A (ampères) ou plus.According to a particular aspect of the present technique, said welding torch is a standard MIG/MAG type welding torch. This torch is particularly, but not exclusively, suitable for operation at 250A (amperes) or more.
Selon encore un autre aspect particulier de la présente technique, ladite buse de soudage est fabriquée dans un matériau céramique.According to yet another particular aspect of the present technique, said welding nozzle is made of a ceramic material.
Un tel matériau garantit une bonne protection contre les températures élevées et joue le rôle de bouclier thermique pour protéger à la fois l’adaptateur et la torche des fortes températures. Le matériau céramique assure également une isolation électrique optimale.Such a material guarantees good protection against high temperatures and acts as a heat shield to protect both the adapter and the torch from high temperatures. The ceramic material also ensures optimum electrical insulation.
La technique proposée concerne également un adaptateur destiné à être mis en œuvre dans un équipement de soudage telle que décrit précédemment.The proposed technique also relates to an adapter intended to be implemented in welding equipment as described above.
Selon la technique proposée, l’adaptateur se présente sous la forme d’une pièce sensiblement tubulaire, ledit adaptateur comprenant d’une part, sur une surface interne, des premiers moyens de solidarisation configurés pour coopérer de façon réversible avec des deuxièmes moyens de solidarisation correspondant portés par la torche de soudage, et d’autre part, sur une surface externe, des troisièmes moyens de solidarisation configurés pour coopérer de façon réversible avec des quatrièmes moyens de solidarisation correspondant portés par la buse de soudage.According to the proposed technique, the adapter is in the form of a substantially tubular part, said adapter comprising on the one hand, on an internal surface, first securing means configured to cooperate reversibly with second securing means corresponding carried by the welding torch, and on the other hand, on an outer surface, third securing means configured to cooperate reversibly with corresponding fourth securing means carried by the welding nozzle.
Ainsi, l’adaptateur selon la présente technique constitue une solution judicieuse, simple et efficace permettant de rendre compatible des buses TIG avec les torches de soudage MIG/MAG dans le but notamment d’effectuer un soudage du type sans gaz.Thus, the adapter according to the present technique constitutes a judicious, simple and effective solution making it possible to make TIG nozzles compatible with MIG/MAG welding torches with the aim in particular of carrying out welding of the gasless type.
La buse de soudage TIG choisie selon la technique proposée étant fabriquée en matériau céramique, elle ne peut être modifiée aisément (notamment par usinage) pour s’adapter à une torche de soudage du type MIG/MAG. L’adaptateur selon la technique proposée fournit donc une solution relativement simple pour permettre de fixer une buse de soudage TIG en matériau céramique sur une torche de soudage MIG/MAG, sans nécessité un développement et une mise au point coûteux d’une buse céramique spécifique aux torches MIG/MAG.Since the TIG welding nozzle chosen according to the proposed technique is made of ceramic material, it cannot be easily modified (in particular by machining) to adapt to a MIG/MAG type welding torch. The adapter according to the proposed technique therefore provides a relatively simple solution for making it possible to attach a TIG welding nozzle made of ceramic material to a MIG/MAG welding torch, without the need for expensive development and fine-tuning of a specific ceramic nozzle. to MIG/MAG torches.
Selon un aspect particulier de la présente technique, les premiers moyens de solidarisation se présentent sous la forme d’un taraudage interne adapté pour coopérer avec lesdits deuxième moyens de solidarisation de la torche de soudage se présentant sous la forme d’un filetage externe, et lesdits troisième moyens de solidarisation se présentent sous la forme d’un filetage externe adapté pour coopérer avec lesdits quatrièmes moyens de solidarisation de la buse de soudage se présentant sous la forme d’un taraudage interne.According to a particular aspect of the present technique, the first fastening means are in the form of an internal thread adapted to cooperate with said second fastening means of the welding torch being in the form of an external thread, and said third fastening means are in the form of an external thread adapted to cooperate with said fourth fastening means of the welding nozzle being in the form of an internal thread.
Une telle solution de solidarisation est simple à mettre en œuvre. Elle fournit un assemblage efficace et sûr, compatible avec la buse d’une part et la torche d’autre part.Such a joining solution is simple to implement. It provides an efficient and safe assembly, compatible with the nozzle on the one hand and the torch on the other.
Selon un autre aspect particulier de la présente technique, ledit adaptateur comprend, au niveau d’une de ces extrémités, un épaulement apte à former une butée venant en contact, d’une part avec ladite buse de soudage et d’autre part avec ladite torche de soudage.According to another particular aspect of the present technique, said adapter comprises, at one of these ends, a shoulder capable of forming an abutment coming into contact, on the one hand with said welding nozzle and on the other hand with said welding torch.
De cette manière, l’épaulement forme une butée/tampon entre la torche et la buse de sorte à simplifier l’assemblage de la torche et de la buse sur l’adaptateur.In this way, the shoulder forms a stop/buffer between the torch and the nozzle so as to simplify the assembly of the torch and the nozzle on the adapter.
Les dimensions de cet épaulement sont choisies de sorte à fournir un adaptateur qui soit adapté à la buse et à la torche utilisées. Notamment, l’épaisseur de l’épaulement permet de définir la longueur du nez de torche dépassant au-delà de la buse de soudage.The dimensions of this shoulder are chosen so as to provide an adapter which is adapted to the nozzle and to the torch used. In particular, the thickness of the shoulder makes it possible to define the length of the torch tip protruding beyond the welding nozzle.
Selon un aspect particulier de la présente technique, ledit adaptateur est fabriqué dans un matériau composite.According to a particular aspect of the present technique, said adapter is made of a composite material.
Selon un autre aspect particulier de la présente technique, ledit adaptateur est fabriqué dans un matériau composite à base de fibres de verre.According to another particular aspect of the present technique, said adapter is made of a composite material based on glass fibers.
Un tel matériau permet de fournir une résistance thermique et électrique suffisante à l’adaptateur lors d’une utilisation de la torche de soudage MIG/MAG pour un soudage sans gaz. De plus, il est peu coûteux et simple à fabriquer.Such a material makes it possible to provide sufficient thermal and electrical resistance to the adapter when using the MIG/MAG welding torch for gasless welding. In addition, it is inexpensive and simple to manufacture.
Liste des FiguresList of Figures
La technique proposée, ainsi que les différents avantages qu’elle présente, seront plus facilement compris à la lumière de la description qui va suivre d’un mode de réalisation illustratif et non limitatif de celle-ci, et des dessins annexés parmi lesquels :The proposed technique, as well as the various advantages it presents, will be more easily understood in the light of the following description of an illustrative and non-limiting embodiment thereof, and the appended drawings, including:
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